BALISTICA COMPARATA DELLE ARMI SUBACQUEE TERZA PARTE I FUCILI PNEUMATICI E I MAMBA

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1 BALISTICA COMPARATA DELLE ARMI SUBACQUEE TERZA PARTE I FUCILI PNEUMATICI E I MAMBA Ing. Filippo Anglani SOMMARIO 1 Introduzione Perché comparare i fucili subacquei? Considerazioni Energetiche Lavoro ed Energia Forze resistenti e perdite di carico Perdite di carico lato acqua Perdite di carico lato aria - interne Il Foglio di calcolo Canna da 11 mm e canna da 13 mm Fucile tradizionale Le prove sperimentali Prime comparazioni Considerazioni finali Copyright filosalato@yahoo.it pag 1 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

2 1 Introduzione 1.1 Perché comparare i fucili subacquei? Lo Stealth 110 mambizzato con asta da 7 mm non perdona il dentice locale di 3 kg Correva l anno 2001 quando, incuriosito dalla differenza di prestazioni fra i fucili subacquei ad aria compressa ed arbalete, volli effettuare una serie di prove scientifiche supportate da calcoli analitici. In quel periodo Giorgio Dapiran stava per inserire sul mercato i suoi famosi fucili in legno e, convinto della bontà di alcune soluzioni progettuali, mi chiese di iniziare a sviluppare l argomento. Una serie di conclusioni (relative ai soli arbaletes), sempre supportate da evidenza documentale (filmati, prove, diagrammi) sono quindi riassunte sugli articoli che compaiono sul suo sito Le conclusioni più generali sono riportate invece sulle mie due prime pubblicazioni Balistica Comparata delle armi Subacquee ( e Riassumo di seguito gli argomenti principali: Il pneumatico ha prestazioni balisticamente superiori all arbalete, a parità di lunghezza di fucile, non potendo quest ultimo a meno di un incremento proporzionale del numero di elastici, immagazzinare e soprattutto restituire la stessa quantità di energia; i fucili ad aria compressa presentano valori di velocità dell asta in uscita di circa 38 m/sec contro i circa 28 Copyright filosalato@yahoo.it pag 2 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

3 m/sec dei fucili ad elastico. Detto così questo dato però significa poco quanto niente poiché dipende da tantissimi fattori, primo fra tutti la differente massa delle aste a parità di lunghezza del fucile; Questo non significa che gli arbalete siano meno adatti a certi tipi di pesca: un ottimo fucile in legno da 110 cm, con doppio elastico e dotato di una buona massa, asta da 140 cm e 7 mm di diametro consente tiri estremamente soddisfacenti, con una buona velocità di uscita (circa 28 m/sec) e soprattutto un ottima gittata e penetrazione (ancora perfettamente in grado di colpire e passare un dentice a 4 metri di distanza dalla punta del fucile); I fucili ad elastico, soprattutto nella versione con testata aperta ed elastico circolare, offrono una esaltante istintività nell allineamento al bersaglio e nella precisione di tiro; Diversamente da quanto per tanto tempo affermato, il fucile pneumatico è anch esso molto preciso specialmente nelle versioni lunghe, poiché l asta scorre in una canna perfettamente rettilinea con due punti di appoggio allineati; le oggettive difficoltà di puntamento e di feeling rispetto all arbalete sono dovute al fatto che l asta non è visibile se non per la sua parte terminale e che il grilletto e l impugnatura sono meno istintivi e più duri da gestire; Il pneumatico, per poter essere performante, deve essere pompato molto inoltre il caricamento può risultare difficoltoso, essendo meno ergonomico di quello dell arbalete; L arma ideale non esiste e la soluzione ottimale per un determinato tipo di pesca e quindi di lunghezza, dipende in entrambi i casi da un delicato mix: lunghezza e peso del fusto, lunghezza e tipo di elastici, pressione di precarica, peso e tipo di asta, soluzioni costruttive, materiali. Al variare di uno di questi parametri possono cambiare anche di molto i risultati; Nonostante l obiettivo sia in entrambi i casi colpire e catturare un pesce in movimento posto ad una certa distanza, le caratteristiche dei due tipi di armi sono così differenti che, una volta capiti pregi e difetti di entrambe le soluzioni, perde di significato il volerne comparare ulteriormente le prestazioni. Esisteranno sempre schiere di arbaletisti e pneumaticisti, che non cambieranno mai il loro fucile: nelle armi infatti si sviluppa una forte componente irrazionale che è quella affettiva, che ci porta a sopravvalutarne le prestazioni in base a fattori dati dall esperienza, dall emotività, dalla soggettività. A tal proposito, è bastato effettuare alcune prove in piscina con un minimo di oggettività per far riflettere molti appassionati. Cambieremo adesso il punto di vista e passeremo, all interno della stessa categoria di fucile, ad uno studio che metta a confronto le prestazioni dei fucili pneumatici tradizionali e dei Mamba, paragone che acquista significato in virtù della similitudine e della origine dei due tipi di fucile. Del sistema brevettato Mamba molto si è scritto ed il principio di funzionamento, noto a tutti, si può riassumere così: Il sistema sigilla l entrata di acqua nella canna del fucile tramite un otturatore dotato di 2 O-ring ed una testata speciale. Ne consegue che in assenza di forze resistenti dovute alla colonna d acqua da espellere dalla canna, si ottengano prestazioni eccezionali in termini di velocità, gittata, penetrazione e precisione di tiro (come effetto secondario si ha una diminuzione del rinculo). In particolare si può caricare il fucile con una pressione di precarica ridotta (la casa fornisce i Mamba a 25 atmosfere) ottenendo prestazioni analoghe ad un normale pneumatico caricato a 7-8 atmosfere in più ma eliminandone gli inconvenienti. Copyright filosalato@yahoo.it pag 3 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

4 Il Mamba, come giustamente affermato da Alessandro Martorana, non vuole sostituire altri fucili, ma va ad occupare una nicchia particolare di mercato finora rimasta vuota (quella delle persone affascinate dalle prestazioni eccezionali dei pneumatici ma restii all'acquisto a causa dell'impegno eccessivo nel caricamento per sfruttarne appieno le prestazioni). Se infatti un fucile ad aria compressa pompato a oltre 40 atm con asta da 7 o 8 resta imprendibile per gittata e potenza, il Mamba si pone in una situazione cosi riassumibile: è più performante degli equivalenti modelli di arbalete (o assimilabile a modelli particolari dotati di due o più elastici circolari con asta da 6,5 o 7), ma non esasperato a livelli quasi ingestibili. Nelle prove effettuate in piscina e che abbiamo documentato, supportate dai calcoli teorici, il Mamba offre le prestazioni di un pneumatico di pari lunghezza ma con almeno 6-7 atm di precarica in meno. 2 Considerazioni Energetiche Riprendiamo brevemente le considerazioni energetiche che regolano il funzionamento del fucile ad aria compresa. 2.1 Lavoro ed Energia Punto di partenza è determinare la quantità di energia che è possibile immagazzinare. Supponiamo di applicare una forza di intensità F al pistone e di compiere uno spostamento s nella direzione di applicazione della forza. Si definisce Lavoro L la grandezza: L = F * s che ha come unità di misura quelle dell energia [Nm oppure Joule J] Si intuisce subito l importanza fondamentale del Lavoro, esso rappresenta la quantità di energia che in seguito alla applicazione della forza F (misurata in Kg oppure in Newton) ed in seguito allo spostamento s (lunghezza di caricamento all interno della canna) si riesce ad immagazzinare. Copyright filosalato@yahoo.it pag 4 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

5 L energia è definita infatti come la capacità della forza F a compiere lavoro. Per il fucile pneumatico il lavoro (e quindi l energia immagazzinata) dipende dalla pressione iniziale (pressione di precarica) e dalla variazione di volume nel serbatoio, secondo una semplice legge che vedremo meglio nei paragrafi successivi. I gas compressi infatti variano in modo sensibile il loro volume al variare della pressione, secondo la legge universale dei gas perfetti: pv = nrt E quindi secondo la legge di Gay Lussac e Boyle Mariotte: p 1 V 1 / T 1 = p 2 V 2 / T 2 Il passaggio da una condizione all altra può avvenire con diverse modalità, se avviene mantendo costante la temperatura si ha una trasformazione isoterma (caso del caricamento del fucile in acqua) e vale la relazione: p 1 V 1 = p 2 V 2 Quindi l aumento della pressione di precarica durante il caricamento vero e proprio è direttamente proporzionale alla diminuzione del volume. Quando si fornisce lavoro ad un gas come l aria contenuta nel nostro fucile, in corrispondenza di uno spostamento di lunghezza l (corsa del pistone nella canna) si ha: L = F * l = p * (V 2 V 1 ) Cioè L = p * V [J] che è la nostra energia immagazzinata. L energia immagazzinata è data dalla pressione iniziale di precarica moltiplicata la variazione di volume nel serbatoio, dovuta al fatto che il volume di aria all interno della canna, spinto dal pistone durante il caricamento si è trasferito all interno del serbatoio. La variazione di volume è quindi data dal volume della canna, per cui la canna da 13 mm immagazzina più energia rispetto a quella da 11 mm. Richiamo brevemente le Unità di Misura utilizzate (Sistema Internazionale): Unità di misura: - Forza [N] - Velocità [m/sec] - Massa [Kg] - Tempo [sec] - Spazio [m] - Energia [J] - Densità dell acqua/densità dell aria = Pressione [kg/cm 2 ] per semplicità faremo riferimeno alle atmosfere [atm] o ai bar [bar], anche se i valori non sono gli stessi. Copyright filosalato@yahoo.it pag 5 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

6 2.2 Forze resistenti e perdite di carico Questi sono i calcoli in assenza di forze resistenti, ma appena premiamo il grilletto ecco che queste forze, dovute sia alla densità dell acqua (dal lato acqua) sia alle elevate velocità dell aria (lato aria, interno al fucile) cominciano a lavorare. Esse sono funzione di molti fattori, in particolare: del diametro dell asta; della forma della punta; della lunghezza dell asta; delle velocità (al quadrato, sia lato acqua che lato aria); dela lunghezza della canna; della forma della estremità posteriore dell asta. La valutazione dell attrito idrodinamico è molto complessa, principalmente a causa delle elevate velocità e delle ridotte sezioni di passaggio, che frenano molto la freccia: il Mamba lavora proprio sul miglior rendimento per minori perdite di carico complessive. Infatti se nel pneumatico tradizionale dobbiamo tenere conto di due fattori di riduzione: Perdite di carico lato acqua; Perdite di carico lato aria ( o interne) Per il Mamba avremo solo: Perdite di carico lato aria ( o interne) Perdite di carico lato acqua Nel momento in cui premiamo il grilletto è vero che l asta possiede una velocità iniziale elevata, ma essa deve attraversare tutta la canna piena d acqua che deve essere spinta all esterno, sia attraverso la sezione frontale della canna stessa sia attraverso i fori di scarico della testata. Fondamentale per diminuire queste perdite è quindi la sezione dei fori di scarico proprio perché le perdite di tipo idraulico sono inversamente proporzionali alle aree di passaggio e direttamente proporzionali al quadrato delle velocità, quindi per diminuirle, senza impattare sulla velocità dell asta, dovremo allargare i fori di scarico sulla testata, mediante trapano o fresa e alesatore. Il fucile pneumatico tradizionale quindi soffre di una componente aggiuntiva di perdita che consiste nel vincere l attrito della massa d acqua presente all interno della canna e che vale: p H2O= K * V 2 / (d * 2g) con: p = perdita in [kg/cm2] K = costante che dipende dalla scabrezza del tubo e da altri fattori (attrito, regime di moto turbolento) V = velocità [m/sec] d = diametro complessivo della sezione di passaggio (canna+fori testata) [mm] g = accelerazione di gravità [m/sec 2 ] Copyright filosalato@yahoo.it pag 6 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

7 Tramite le prove sperimentali ed i valori delle impronte delle aste sui bersagli di legno (che sono direttamente porporzionali alla energia cinetica posseduta dalla freccia al momento dell impatto), sono state calcolate tali perdite e sono state inserite direttamente nel file excel allegato alla presente relazione. Essa sono variabili e possono arrivare anche a: p H 2 O 4-5 [kg/cm 2 ] Perdite di carico lato aria - interne Le perdite di carico nel fucile pneumatico, lato aria (passaggio all interno della canna), sono date dall espressione: con: p aria = (β * v 2 ) / (R * T * d) * l * p p = perdita in [kg/cm 2 ] β = coefficiente che vale all incirca 2,03 v = velocità del pistone in [m/sec] R = costante dei gas = 29,27 [kg m / Kg K ] T = temperatura assoluta = 273,16 +t [ C] [K] d = diametro della canna [mm] l = lunghezza della canna [m] p = pressione finale di carica [kg/cm 2 ] L espressione è gia inserita nel foglio di calcolo (pneumatici_1.xls) è il valore è calcolato in automatico. Tale componente di perdità è anch essa variabile ed arriva a circa p aria 2-3 [kg/cm 2 ] Per un fucile tradizionale occorre definire quindi una Pressione equivalente P eq data dalla differenza fra la pressione di precarica e le perdite: P eq = P precarica - p H 2 O - p aria Se ad esempio la precarica è di 35 atm e le perdite sommano a atm, è come se avessimo realmente disponibili per lo sparo solo P eq = 35 (5+2) = 28 atm E evidente quanto sia maggiore il rendimento del fucile Mamba o mambizzato poiché per lo stesso tipo di fucile dell esempio precedente si ha: P eq = P precarica - p aria = 35 2 = 33 atm Per cui più correttamente dovremmo considerare per il pneumatico la velocità dell asta in uscita dal fucile, che si ottiene sottraendo dalla pressione di precarica, quella persa per vincere questi attriti. Copyright filosalato@yahoo.it pag 7 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

8 2.2.3 Il Foglio di calcolo Tutti i Calcoli sono stati sviluppati in forma teorica mediante un nuovo foglio di calcolo, più semplice da utilizzare del precedente (allegato agli studi di balistica comparata parte I e II) e confermati da prove sperimentali e documentate, sia in vasca di prova sia in piscina. In entrambi i casi sono stati utilizzati dei bersagli in legno di abete che è quello ufficialmente adottato per le prove della balisica terrestre e per il quale esistono formule energetiche valide ed approvate Canna da 11 mm e canna da 13 mm Fucile tradizionale L argomento riappare sovente nei vari forum di discussione per cui è utile richiamarne le differenze. A parità di pressione di precarica le due canne danno sforzi di caricamento diverso, per cui se è vero che la pressione di precarica può servire come parametro base di comparazione, è anche vero che il confronto non può essere corretto se ci si riferisce esclusivamente a questo. Invece è interessante richiamare i vantaggi/svantaggi delle due soluzioni: Canna da 11 mm Minore sforzo di caricamento; Possibilità di utilizzare aste da 7 e 6,5 [mm] (che a causa della forza di caricamento più alta, si utilizzano con difficoltà sui fucili con canna da 13 poiché tendono a piegarsi); Maggiore precisione data da migliori soluzioni costruttive (spina di sgancio pistone da 1,5 mm di diametro) e minor rinculo (minore potenza). Per contro gli svantaggi: Minore pressione finale di carica a parità di pressione di precarica (si comprime un volume d aria inferiore poiché la canna è più piccola); Minore energia immagazzinata (per lo stesso motivo di prima); Minore velocità dell asta a parità di diametro e lunghezza. 2.3 Le prove sperimentali Per le prove dei Mamba su bersaglio di legno abbiamo seguito un protocollo di prova che ci permettesse una certa affidabilità del dato rilevato, mediante la seguente procedura: I fucili erano armati normalmente in assetto da pesca, con aste con doppia aletta da 6,5 e 7 mm di diametro, tutti a 25 bar; il dettaglio dei fucili è riassunto nella seguente Tabella: Copyright filosalato@yahoo.it pag 8 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

9 modello lunghezza serbatoio peso lunghezza canna pressione di prova asta diam. 7 mm asta diam. 6,5 mm lunghezza peso lunghezza peso [cm] [gr] [cm] [atm] [cm] [gr] [cm] [gr] stealth , SL 70 Mamb SL 90 Mamb , ASSO 80 Mamb CYRANO 110 Mamb 76, MAMBA MAMBA , MAMBA La ricciolina da 1,5 kg dopo l incontro con il cyrano 110 mambizzato, asta da 7mm. -18 metri Sono stati effettuati una serie di tiri ripetuti sempre con la stessa configurazione, sino ad ottenere 3 valori misurati (profondità dell impronta della punta dell asta, in millimetri) che fossero uguali o poco diversi; Dalla misura dell impronta dell asta e conoscendone la massa oltre che la forma geometrica della punta, si risale alla energia cinetica nell istante dell impatto e quindi alla velocità dell asta; dalla formula della gittata e delle perdite idrodinamiche, in funzione della distanza di tiro (4 metri) si risale alla velocità dell asta al momento di uscita dal fucile. 2.4 Prime comparazioni Cominciamo ad esaminare i vari casi: Copyright filosalato@yahoo.it pag 9 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

10 un bel serra di 5 kg catturato in Montenegro con il cyrano 110 mambizzato a -21 metri Non sono io. è Massimo Fantino-PAXEMAX (troppo bravo) Copyright filosalato@yahoo.it pag 10 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

11 Mamba 110 serbatoio da 38 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 114 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 88 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 33 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 103 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 380 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 910 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 23,76 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 27,80 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 673,86 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 575,98 [cm3] Delta V 97,88 14,53% Vc = Volume interno della canna 97,88 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,25 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 240,06 [J] Ecp = Energia persa pistone 6,16 [J] 2,56% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 35,1 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 33,7 [m/sec] P = Potenza utile 7,45 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,89 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,11 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 23,03 [m/sec] Energia cinetica residua 103,43 [J] pari al della 43,1% iniziale vrc = Velocità di rinculo 15,04 [m/sec] 0,00019 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 3,34 [cm] asta da coeff. Cb 0, Copyright filosalato@yahoo.it pag 11 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

12 Mamba 110 serbatoio da 38 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 114 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 88 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 33 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 103 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 6,5 [mm] Ma = Massa asta 330 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 910 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 23,76 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 27,80 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 673,86 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 575,98 [cm3] Delta V 97,88 14,53% Vc = Volume interno della canna 97,88 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,25 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 240,06 [J] Ecp = Energia persa pistone 7,06 [J] 2,94% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 37,6 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 35,9 [m/sec] P = Potenza utile 7,64 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 2,16 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 22,84 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 26,12 [m/sec] Energia cinetica residua 116,01 [J] pari al della 48,3% iniziale vrc = Velocità di rinculo 14,04 [m/sec] 0,00022 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 2,81 [cm] asta da coeff. Cb 0, Nel caso dello stesso fucile quindi, si ottengono valori di penetrazione decisamente migliori se si utilizza l asta da 7 mm, conservando comunque una buona velocità di uscita (v = 33 m/sec, mentre i migliori arbalete documentati mostrano una v circa = 28 m/sec). Copyright filosalato@yahoo.it pag 12 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

13 CYRANO 110 MAMBIZZATO DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 114 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 76,5 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 103 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 380 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 1350 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 23,76 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 26,45 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 961,04 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 863,16 [cm3] Delta V 97,88 10,19% Vc = Volume interno della canna 97,88 [cm3] Pf = pressione finale di carica 27,84 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 240,06 [J] Ecp = Energia persa pistone 6,16 [J] 2,56% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 35,1 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 33,8 [m/sec] P = Potenza utile 6,99 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,79 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,21 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 23,03 [m/sec] Energia cinetica residua 103,43 [J] pari al della 43,1% iniziale vrc = Velocità di rinculo 10,14 [m/sec] 0,00019 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 3,27 [cm] asta da coeff. Cb 0, Qui entra in gioco in maniera evidente una delle variabili che purtroppo (o per fortuna) influisce sulle performance dei fucili e cioè il feeling con l arma. Il Cyrano 110 ottiene ottimi valori di velocità e penetrazione anche con l asta da 6,5 mm in virtù del fatto che è il fucile che uso più frequentemente. Piccole variazioni di velocità rispetto al cugino mamba110 con serbatoio da 38 sono dovute a piccole differenze geometriche (lunghezza delle canne e dei serbatoi). Copyright filosalato@yahoo.it pag 13 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

14 STEALTH 110 NON MAMBA DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 114 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 82,5 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 103 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 380 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 910 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 23,76 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 26,45 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 961,04 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 863,16 [cm3] Delta V 97,88 10,19% Vc = Volume interno della canna 97,88 [cm3] Pf = pressione finale di carica 27,84 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 240,06 [J] Ecp = Energia persa pistone 6,16 [J] 2,56% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 32,1 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 29,6 [m/sec] P = Potenza utile 6,99 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,65 [kg/cm2] lato aria delta p2 = perdite di carico nel fucile 3,14 [kg/cm2] lato acqua P1e = Pressione di precarica equivalente 20,22 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 21,03 [m/sec] Energia cinetica residua 103,43 [J] pari al della 43,1% iniziale vrc = Velocità di rinculo 15,04 [m/sec] 0,00019 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 2,84 [cm] asta da coeff. Cb 0, Abbiamo in questo caso il doppio fattore di perdita, il fucile non è mambizzato, quindi per ottenere prestazioni paragonabili ai mamba lo dobbiamo pompare a 32 atm, infatti si ha: Copyright filosalato@yahoo.it pag 14 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

15 STEALTH 110 NON MAMBA DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 114 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 82,5 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 103 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 32 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 380 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 910 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 30,41 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 33,86 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 961,04 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 863,16 [cm3] Delta V 97,88 10,19% Vc = Volume interno della canna 97,88 [cm3] Pf = pressione finale di carica 35,63 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 307,28 [J] Ecp = Energia persa pistone 7,88 [J] 2,56% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 39,7 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 35,3 [m/sec] P = Potenza utile 10,12 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 2,70 [kg/cm2] lato aria delta p2 = perdite di carico nel fucile 5,02 [kg/cm2] lato acqua P1e = Pressione di precarica equivalente 25,29 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 26,06 [m/sec] Energia cinetica residua 132,39 [J] pari al della 43,1% iniziale vrc = Velocità di rinculo 17,01 [m/sec] 0,00019 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 3,92 [cm] asta da coeff. Cb 0, Copyright filosalato@yahoo.it pag 15 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

16 Sono sempre prestazioni eccezionali ma siamo saliti come pressioni di precarica, esattamente come sappiamo essere nella pratica: un fucile tradizionale deve essere pompato a circa 6-7 atmosfere in più per avere le stesse prestazioni del mamba. Passiamo ai fucili da 90: Mamba 90 serbatoio da 38 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 93,5 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 68 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 33 [mm] La = lunghezza dell'asta 100 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 80 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 6,5 [mm] Ma = Massa asta 270 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 910 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 23,76 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 27,80 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 523,39 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 447,36 [cm3] Delta V 76,03 14,53% Vc = Volume interno della canna 76,03 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,25 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 186,46 [J] Ecp = Energia persa pistone 6,66 [J] 3,57% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 36,5 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 35,3 [m/sec] P = Potenza utile 7,57 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,58 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,42 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 25,37 [m/sec] Energia cinetica residua 90,11 [J] pari al della 48,3% iniziale vrc = Velocità di rinculo 11,23 [m/sec] 0,00022 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 2,20 [cm] asta da coeff. Cb 0, Ottimi valori di velocità ma la penetrazione ne risente un poco, in virtù del peso dell asta. Copyright filosalato@yahoo.it pag 16 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

17 Vediamo la canna da 13 come si comporta: SL 90 MAMBIZZATO CANNA DA 13 SERBATOIO DA 40 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 97 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 71 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 110 [cm] d3 = Diametro ext. canna 18 [mm] Sp = Superficie del pistone 1,33 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 78,5 [cm] d2 = Diametro int. canna 13 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 6,5 [mm] Ma = Massa asta 295 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 1400 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 33,18 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 39,08 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 690,52 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 586,33 [cm3] Delta V 104,19 15,09% Vc = Volume interno della canna 104,19 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,44 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 255,54 [J] Ecp = Energia persa pistone 8,38 [J] 3,28% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 40,9 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 39,5 [m/sec] P = Potenza utile 12,33 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,67 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,33 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 28,46 [m/sec] della Energia cinetica residua 123,49 [J] pari al 48,3% iniziale coeff. Cb asta da 7 vrc = Velocità di rinculo 8,92 [m/sec] 0,00022 mm asta da Pl= Penetrazione nel legno 2,84 [cm] coeff. Cb 0, Copyright filosalato@yahoo.it pag 17 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

18 Le perdite di carico si riducono perché il fucile è più corto e perché il diametro della canna è maggiore, non essendoci perdite dal lato acqua ed essendo la variazione di volume e quindi l energia accumulata maggiore, si ottengono velocità e performance più elevate, con buoni valori di penetrazione anche se l asta da 6,5 mm è piuttosto leggera (solo 295 grammi). Ma ecco il fucile che ha stupito tutti per le perfette proporzioni e bilanciamento fra le variabili: pressione precarica, diametro e peso asta, diametro e lunghezza serbatoio e canna. ASSO 80 MAMBIZZATO CANNA DA 13 SERBATOIO DA 40 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 85 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 57 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 94 [cm] d3 = Diametro ext. canna 18 [mm] Sp = Superficie del pistone 1,33 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 73,5 [cm] d2 = Diametro int. canna 13 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 300 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 1030 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 33,18 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 39,08 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 646,54 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 548,98 [cm3] Delta V 97,56 15,09% Vc = Volume interno della canna 97,56 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,44 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 239,26 [J] Ecp = Energia persa pistone 7,72 [J] 3,23% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 39,3 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 38,1 [m/sec] P = Potenza utile 12,09 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,44 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,56 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 25,79 [m/sec] Energia cinetica residua 103,08 [J] pari al della 43,1% iniziale vrc = Velocità di rinculo 11,82 [m/sec] 0,00019 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 3,51 [cm] asta da coeff. Cb 0, Copyright filosalato@yahoo.it pag 18 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

19 Con solo 25 atm ha prestazioni incredibili, il miglior compromesso fra tutte le caratteristiche: velocità, penetrazione (a 4 metri!), rendimento. L asta da 7 mm è la più indicata quindi per i fucili corti e molto potenti. Infine il 70: SL 70 MAMBIZZATO CANNA DA 13 SERBATOIO DA 40 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 77,5 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 51 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 90 [cm] d3 = Diametro ext. canna 18 [mm] Sp = Superficie del pistone 1,33 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 65 [cm] d2 = Diametro int. canna 13 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 6,5 [mm] Ma = Massa asta 250 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 1170 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 33,18 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 39,08 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 571,77 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 485,49 [cm3] Delta V 86,28 15,09% Vc = Volume interno della canna 86,28 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,44 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 211,59 [J] Ecp = Energia persa pistone 8,14 [J] 3,85% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 40,3 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 39,2 [m/sec] P = Potenza utile 12,25 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,34 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,66 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 28,05 [m/sec] Energia cinetica residua 102,25 [J] pari al della 48,3% iniziale vrc = Velocità di rinculo 8,97 [m/sec] 0,00022 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 1,58 [cm] asta da coeff. Cb 0, Copyright filosalato@yahoo.it pag 19 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

20 Ancora ottimi rendimenti e velocità per via della ridotta dimensione, un po poco come penetrazione perché l asta da 6,5 mm è troppo leggera in relazione alla potenza sviluppata dalla canna da 13. La seguente prova è stata invece eseguita in un altra vasca di prova, sempre documentata con telecamera SL 100 MAMBIZZATO CANNA DA 13 SERBATOIO DA 40 DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 104 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 81 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 18 [mm] Sp = Superficie del pistone 1,33 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 96 [cm] d2 = Diametro int. canna 13 [mm] P1 = Pressione di precarica 25 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 385 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 1500 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 33,18 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 39,08 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 844,46 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 717,04 [cm3] Delta V 127,42 15,09% Vc = Volume interno della canna 127,42 [cm3] Pf = pressione finale di carica 29,44 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 312,50 [J] Ecp = Energia persa pistone 7,91 [J] 2,53% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 39,8 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 38,2 [m/sec] P = Potenza utile 12,16 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 1,92 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 23,08 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 26,11 [m/sec] della Energia cinetica residua 134,64 [J] pari al 43,1% iniziale coeff. Cb asta da 7 vrc = Velocità di rinculo 10,47 [m/sec] 0,00019 mm asta da Pl= Penetrazione nel legno 5,37 [cm] coeff. Cb 0, Copyright filosalato@yahoo.it pag 20 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

21 I risultati si commentano da soli: devastanti. L asta da 7 mm dopo quattro metri conserva una velocità residua di circa 26 m/sec, quanto quella di un ottimo arbalete dopo 1 metro. A titolo di pura curiosità si riporta una elaborazione di quello che può succedere portando a 30 atm la pressione di precarica di un Cyrano 110 mambizzato con asta da 7 mm: CYRANO 110 MAMBIZZATO DATI Lo = Lunghezza fuori tutto 114 [cm] L1 = Lunghezza serbatoio 76,5 [cm] d1 = Diametro int. serbatoio 38 [mm] La = lunghezza dell'asta 125 [cm] d3 = Diametro ext. canna 16 [mm] Sp = Superficie del pistone 0,95 [cm2] Lt = Lunghezza della canna 103 [cm] d2 = Diametro int. canna 11 [mm] P1 = Pressione di precarica 30 [kg/cm2] d = Diametro asta 7 [mm] Ma = Massa asta 380 [gr] Mp = Massa del pistone 10 [gr] Mf = Massa fucile 1350 [gr] RISULTATI Fi = Forza di caricamento iniziale 28,51 [kg] Ff = Forza di caricamento finale 31,74 [kg] Vi = Volume iniziale del fucile 961,04 [cm3] Vf = Volume finale del fucile 863,16 [cm3] Delta V 97,88 10,19% Vc = Volume interno della canna 97,88 [cm3] Pf = pressione finale di carica 33,40 [kg/cm2] Ep = Energia immagazzinata 288,07 [J] Ecp = Energia persa pistone 7,39 [J] 2,56% del totale vi = Velocità dell'asta iniziale 38,4 [m/sec] vu = Velocità dell'asta all'uscita fucile 36,7 [m/sec] P = Potenza utile 9,18 [kw] delta p = perdite di carico nel fucile 2,58 [kg/cm2] lato aria P1e = Pressione di precarica equivalente 27,42 [kg/cm2] CALCOLI BALISTICI Inserire distanza > 4,00 [m] vr = Velocità residua dell'asta 25,23 [m/sec] Energia cinetica residua 124,11 [J] pari al della 43,1% iniziale vrc = Velocità di rinculo 11,10 [m/sec] 0,00019 coeff. Cb asta da 7 mm Pl= Penetrazione nel legno 4,98 [cm] asta da coeff. Cb 0, Nota Bene: i valori della velocità non possono continuare ad aumentare proporzionalmente ed indefinitamente all aumentare della pressione di precarica, ma ci si avvicina ad una velocità Copyright filosalato@yahoo.it pag 21 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

22 limite oltre la quale queste aste non possono viaggiare e tutti gli incrementi di energia cinetica vengono dissipati in attrito. A quanto ammonta tale velocità limite? Non lo sappiamo..! ma c è chi afferma che è impossibile superare i 40 metri al secondo. Anche ai tempi di Maiorca si pensava che il limite raggiungibile dall uomo in apnea fosse 30 metri ma la fisiologia del corpo umano in immersione era davvero sconosciuta, mentre la fisica delle forze resistenti idrodinamiche non lo è.. rimane interessante conoscere quale sia questo limite superiore invalicabile! Con l ASSO 80 mambizzato è divertente pescare all agguato con acqua torbida in inverno, anche avendo a disposizione solo 2 ore al alba prima di andare al lavoro.. basta trovare una diga con 3-4 metri di profondità Copyright filosalato@yahoo.it pag 22 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007

23 2.5 Considerazioni finali Risulta oggettivamente chiaro come il sistema Mamba, oltre ad essere l unica vera evoluzione delle armi pneumatiche degli ultimi anni, dia una serie di vantaggi anche nell utilizzo sui fucili tradizionali, non fosse altro perchè consente l utilizzo delle stesse con pressioni di precarica molto modeste, conservando però prestazioni di tutto rilievo. Ad un esame attento dei risultati ottenuti si evince poi come le migliori prestazioni si ottengano proporzionalmente su fucili medio-corti, nello specifico per le misure che vanno da 80 a 90; infatti con queste misure si raggiunge il giusto equilibrio fra tutte le componenti che entrano in gioco sul piano balistico. L asta da 7 mm poi si rivela determinante sulla penetrazione più di quanto si potesse immaginare, ma ciò non toglie che per la pesca del pesce bianco di medie dimensioni l asta da 6,5mm su questo tipo di arma risulti comunque molto efficace. Ultima notazione per i diversi diametri di canna,11mm o 13mm. I fucili di nuova generazione quali Cyrano, Stealth e Mamba montano tutti la canna interna da 11mm che se è vero che dà prestazioni inferiori alla canna da 13mm è altrettanto vero che, avendo bisogno di uno sforzo di caricamento molto più contenuto, risulta più facilmente gestibile durante le fasi di pesca e sicuramente più friendly per chi si cimenta per la prima volta con un fucile pneumatico. La canna da 13mm rimane la regina incontrastata della potenza, indicatissima con aste da 7mm e per la pesca a pesci di mole. Ha però purtroppo lo svantaggio dell elevato sforzo di caricamento, il che consente il suo uso solo a chi è molto esperto o comunque a chi ha già fatto esperienza con il diametro inferiore. In ultimo, risulta chiaro poi come a differenza del fucile ad elastico (per il quale sono stati fatti impressionanti miglioramenti nel corso degli ultimi anni, quasi esclusivamente per merito dei costruttori dei modelli monoscocca in legno e carbonio), il fucile pneumatico oggi abbia ancora margini di sviluppo enormi, essendo fondamentalmente fermo a concezioni di funzionamento vecchie di decine di anni, seppur perfette nella loro essenza... ecco il record del mondo del sarago pizzuto, ancora imbattuto 3,85 kg Copyright filosalato@yahoo.it pag 23 di 23 Rev. 3 - Marzo 2007